车载娱乐总成的静态电流分析

郝 赓，毕腾飞

（中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300）

1 概述

在汽车技术突飞猛进的当代，汽车已经不再仅仅是简单的代步工具，功能日渐完善的电子器件进一步提升了汽车的安全性能与娱乐功能。这些电子器件在待机或休眠状态下常有静态电流 （或称暗电流）产生，消耗蓄电池电量。若各电子器件静态电流控制不当，较大的静态电流大量消耗蓄电池电量，容易导致蓄电池馈电，影响汽车正常启动，甚至影响蓄电池寿命［1-2］。因此对于具有待机或休眠功能的电子器件，静态电流的控制具有重要实际价值。

近几年来互联网高速发展，人们对车载娱乐设备的需求日益加大，老式的车载收音机已经无法满足车主与乘客对娱乐方面的需求，同时伴随着各种智能软件的出现，车载娱乐总成 （下称车机）还有兼负起控制车辆相关设置与车载网络通信等功能，这就导致车机的功率相比车载收音机会有较大增加［3-5］。并且人们对智能设备的屏幕要求愈发严格，屏幕尺寸亮度分辨率等要求日渐提升，车机面临同样的问题，屏幕技术水平的提升会导致功率进一步增加。而为了提升用户使用体验，即使车机在不工作的状态下仍会保持待机或休眠状态，以保证下次及时唤醒或保证车载网络正常工作，这就导致了车机成为影响车辆静态电流的一个重要因素，因此本文拟研究车机的静态电流情况，为车机设计制造厂商提供优化静态电流的思路。

2 试验方法

通常情况下，车机休眠后的静态电流较小，一般约为几毫安［6］，分体式车机的主机甚至可以达到1mA以下，但是车机在启动过程以及未休眠状态下的维持正常工作的电流则并不处于毫安级别，大多数在1～3A范围内。这就要求整个车机静态电流测试系统具有较大的量程和较高的精度。本试验采用源表作为静态电流测量设备，既能满足车机启动所需的电流，又可以精确测量休眠状态下车机的静态电流。本试验将电源、源表、车机串联，在车机正常工作电压下启动车机，随后将车机置于休眠状态，待休眠状态稳定后保持12h，使用源表记录这12h的电流并取平均值作为该车机静态电流，试验装置连接见图1。

图1 静态电流测试装置连接

3 分析与讨论

试验中，将某型号3台车机编号为1#、2#、3#，在25℃室温下分别进行静态电流测试试验，3台车机的平均静态电流依次为3.45mA、3.50mA、3.38mA。但是在测试过程中，源表显示的静态电流多数在3mA以下，而12h后的平均值却超过3mA，为进一步探究此现象，作出3台样品的静态电流-时间曲线。因记录静态电流在12h之内取样点过多且重复性极强，故在此只截取3台车机稳定休眠后，1h时间段内的电流-时间曲线，如图2所示。

图2 车机部分静态电流曲线

3台车机在休眠状态稳定后，虽然绝大多数电流采样值在3mA以下，但是存在静态电流周期性增加的情况，间隔约60～180s出现一次。这些电流值多数处于5～25mA区间内，远大于3mA，所以使得平均电流值超过了3mA，导致功率增加，耗电量增加。为探究这些电流跳动数值分布情况，将3台车机静态电流频率分布列于图3。

图3 车机静态电流频率分布

3台车机静态电流主要分布在3mA以下，但电流跳动的部分仍占一定比例，这部分导致了平均电流高于电流集中分布区间的数值。其中，1号车机超过82%的静态电流处在2.75～2.85mA区间内，而超过3mA部分占6.80%；2号车机位于2.85～2.90mA区间内的静态电流占比最大，为46.88%，其次，2.80～2.85mA区间内的电流占37.42%，而超过3mA部分占7.70%；3号车机静态电流集中分布在2.70～2.75mA区间内，这部分静态电流占总体的54.58%， 2.65～2.70mA区间内的静态电流占17.73%，2.75～2.80mA之间的电流占17.39%，而3mA以上的静态电流有6.66%，在3台样品车机中占比最少。

3台样品车机静态电流集中分布的区间分别为2.75～2.85mA、2.85～2.90mA、2.70～2.75mA，而静态电流12h平均值则分别为3.45mA、3.50mA、3.38mA，可以明显发现静态电流集中分布区间的数值越小，则静态电流12h平均值也越小。虽然静态电流波动导致了平均值增加，但是波动导致电流增加的数值大小接近，增加部分数值约0.60～0.70mA。

在实际使用中，不乏车机在高低温环境下休眠的情况，为了研究在高低温下车机的静态电流，将车机置于75℃和-30℃下休眠并测试记录其12h静态电流，结果列于表1。

在-30℃的低温环境条件下，3台车机的平均静态电流分别为3.57mA，3.59mA和3.55mA，数值上没有显著的差异，但是3台车机静态电流的分布却有所不同。1号车机低温下静态电流主要分布在2.75～2.8mA，占总体51.02%，而超过3mA部分占6.00%；2号车机低温静态电流主要分布在2.85～2.9mA，占48.79%，超过3mA部分占5.93%；3号车机低温静态电流主要分布在2.7～2.75mA，占47.48%，超过3mA部分占6.04%。3台车机低温下静态电流集中分布的区间有一定的差异，分布情况与3台各自在室温下的表现类似，室温下静态电流集中分布区间较低的车机在低温下静态电流集中分布区间仍较低。超过3mA的部分拉高了静态电流平均值，3台车机平均值并没有出现明显的差别，而被拉高的部分数值约0.70～0.80mA，稍高于室温下升高的数值。低温条件下车机静态电流频率分布见图4。

表1 某型号车机高低温下静态电流测试结果

图4 低温条件下车机静态电流频率分布

在75℃的高温环境条件下，3台车机的平均静态电流则分别增加至5.11mA、5.06mA和4.91mA。与之前两种温度条件类似，高温下车机的静态电流也存在跳变增加的情况。1号车机74.26%的静态电流分布在3.60～3.70mA，超过3.80mA部分占8.40%；2号车机71.26%的静态电流分布在3.60～3.70mA，超过3.80mA部分占8.21%；3号车机分布在3.40～3.50mA与3.50～3.60mA的静态电流占比分别为42.07%和40.33%，分布的区间小于1号和2号，且仅有7.95%的电流超过3.80mA，同样小于1号与2号车机。高温条件下车机静态电流频率分布见图5。

图5 高温条件下车机静态电流频率分布

高温下与室温下静态电流分布有着相似的规律，集中分布区间数值较小的车机，平均静态电流也较小；电流跳变部分拉高平均值，比集中分布区间提高了约1.3～1.5mA，拉高的数值大于室温条件与低温条件下的数值，说明高温下电流跳变程度更恶劣。

4 小结

本试验在25℃室温、-30℃低温、75℃高温下分别测试3台车机12h平均静态电流，低温下静态电流平均值最低，室温下次之，高温下静态电流平均值最高。此外，探究发现静态电流存在周期性跳动增加的情况，导致静态电流平均值高于电流集中分布的区间。经对比发现，3台车机在相同的温度条件下，因电流跳动而导致电流平均值被拉高的部分数值接近。但是在高温下，被拉高部分数值更大，说明高温下静态电流跳变情况更加恶劣。